JP3784593B2 - Single / multimode optical fiber coupler and method of manufacturing the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シングルモードファイバを融着・延伸して形成される光ファイバカプラ及びその製造方法に関するものであり、さらに詳しくは使用するシングルモードファイバのカットオフ波長の両側、すなわちカットオフ波長以上の波長の光信号を伝送するシングルモード領域と、カットオフ波長未満の波長の光信号を伝送するマルチモード領域の双方において所定の分岐比を有するシングル・マルチモード光ファイバカプラ及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバの伝送特性のひとつに単一モード条件、すなわち高次モードが遮断(カットオフ)される条件を表す数値としてカットオフ波長と呼ばれるものがある。いまこのカットオフ波長をλC とすると、
【0003】
【数1】
【0004】
ただし、
vC :カットオフv値
Δ:コアとクラッドの比屈折率差≒(n1 −n2 )/n1
n1 :コアの屈折率
n2 :クラッドの屈折率
d:コア径
であり、シングルモードファイバの場合、
【0005】
【数2】
【0006】
となる。
式(2) にしたがって比屈折率差Δが0.4%の場合のカットオフ波長λC とコア径dとの関係をプロットすると、図7のようになる。したがって、この直線Lを境にして、より波長の長い領域がシングルモード領域、短い領域がマルチモード領域である。
【0007】
シングルモードファイバは、通常このシングルモード領域の光信号を伝送するために用いられるものであるから、その伝送路に用いられるファイバ形カプラもカットオフ波長λC よりも長い波長の光信号を分岐・結合するものしかなかった。
図5は、従来のシングルモードファイバカプラの要部の説明図である。
図5において、図5(a1)、(a2)は被覆を除去した2本のシングルモードファイバ40a、50aを並設した状態を示す説明図で、図5(a1)は側面図、同図(a2)はそのY−Y断面図である。被覆を除去したシングルモードファイバ40a、50aは、それぞれコア41a、51a上にクラッド42a、52aを有するものである。これを加熱・延伸して、融着させることによりシングルモードファイバカプラ30が得られる。図5(b1)がその側面図であり、同図(b2)はそのY−Y断面図である。
【0008】
図3は、ファイバ形カプラの融着部の一般的な形成方法の説明図である。
所定長さのシングルモードファイバ40、50の中央部の被覆を除去し、被覆を除去したシングルモードファイバの中央部40a、50aの両側を延伸具51、51にセットする。片方のシングルモードファイバ40の入力端に半導体レーザ(LD)などの光源52を接続し、シングルモードファイバ40、50の出力端はフォトダイオード(PD)などの受光部54.55を介してパワーメータ56、57に接続され、その出力端は演算部58に、演算部58は表示部59にそれぞれ接続されている。
この状態で、ガスバーナBにより加熱しつつ延伸具51、51により延伸Eすることにより、図5(b1)に示す融着部M30が形成される。シングルモードファイバ40a、50aは全体に細くなるが、両者の当接部が変形mし、40b、50bとなる。
【0009】
光源52からシングルモードファイバ40に光パワーP0 を入射し、パワーメータ56、57の測定値P1 ,P2 から演算部58により、分岐比βが演算され、表示部59に表示される。
ここに、
光結合C=(P2 /P0 )×100% (3)
分岐比β=〔P2 /(P1 +P2 )〕×100% (4)
また、過剰損失をPL とすると、
PL =P0 −(P1 +P2 ) (5)
【0010】
シングルモード領域では、光結合Cや分岐比βは、波長に対し滑らかな2乗余弦波となり、また延伸Eによる延伸量に対しても同様であることが知られている。したがって、表示部59に表示される分岐比βを監視しながら延伸Eし、所定の分岐比βが得られたところで、加熱、延伸を止めれば所望のシングルモードファイバカプラ30が得られる。
【0011】
【発明が解決しようとする問題点】
しかし、上記のシングルモードファイバカプラ30は、マルチモード領域では、伝搬するモードが二つ以上となり、各モードの波長によって光結合Cが異なるため、つぎのような問題があった。
いまモード番号をiとすると、モード番号1〜iのi個のモードを持つ光信号の結合量Cは、
【0012】
【数3】
【0013】
ただし、
Ci :iモードの光結合
Pi :全体の光量を1としたときのiモードの分担光量
ΣPi =1
である。
ここに、分担光量Pi は、光のファイバへの入射角やファイバの状態(例えば曲げの有無や程度など)によって変わり、iモードの光結合Ci はモード番号が大きい高次のモード程大きくなる。したがって、高次モードの分担光量が多くなるほど光結合の総和Cは大きくなるから、分担光量Pi が変わりやすい状態では安定した伝送ができないということになる。
【0014】
図6は、図5(b1)、(b2)に示す従来のシングルモード光ファイバカプラ30(波長0.633μm用でコア径4μm、クラッド径125μmの2本の光ファイバを加熱・延伸して融着部を形成したもの)の波長−分岐比特性の説明図であり、図6(a) はシングルモード光ファイバカプラの使用状態の説明図、同図(b) は波長−分岐比特性図である。
図6(a) において、シングルモードファイバカプラ30には入力ポートI1 、I2 と出力ポートO1 、O2 が設けられており、図示しない光源から入射される光P0 はシングルモードファイバカプラ30内で光結合し、シングルモードファイバ40b、50bに分岐されて、出力ポートO1 、O2 からそれぞれ光P1 、P2 が出射される。
図6(b) の曲線S1 、S2 は光の波長と、光パワーメータ(図示せず)によって計測された出射光P1 、P2 から計算された分岐比β1 、β2 との関係を示す波長−分岐比特性曲線で、ここに、実線S1 は分岐比β1 =〔P1 /(P1 +P2 )〕×100%の対波長特性、点線S2 は分岐比β2 =〔P2 /(P1 +P2 )〕×100%の対波長特性である。
【0015】
曲線S1 、S2 は、カットオフ波長λC 以上の波長(シングルモード領域)では滑らかな2乗余弦波曲線となるが、カットオフ波長λC 未満の波長(マルチモード領域)では、波長の変化によってシャープに変化する。シングルモード領域では、曲線が滑らかであり、延伸量を変えると2乗余弦波の位相が変化することが知られているから、延伸量に対応する所望の分岐比が容易に得られる。
ところがマルチモード領域では、曲線の勾配が大きく僅かに波長や延伸量が異なっても分岐比βが変動する上、光のファイバへの入射角やファイバの状態が異なるとまた変動し、その変動幅も50±30%という範囲に及ぶという問題があった。
【0016】
そしてまた、コア間に介在するクラッド層が厚いので、過剰損失PL が大きいという問題もあった。
【0017】
本発明は、上記のような問題点を解消し、使用するシングルモードファイバのカットオフ波長以上の波長(シングルモード領域)とカットオフ波長未満の波長(マルチモード領域)の双方において所定の分岐比を有するシングル・マルチモード光ファイバカプラ及びその製造方法を提供しようとするものであり、特に光の入射角やファイバの状態によってマルチモード領域での分岐比の変動が小さくかつ過剰損失の少ないシングル・マルチモード光ファイバカプラ及びその製造方法を提供することを課題とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1記載のシングル・マルチモード光ファイバカプラの製造方法は、被覆を除去した2本のシングルモードファイバを加熱・延伸して、融着部を形成する光ファイバカプラの製造方法において、前記被覆を除去した2本のシングルモードファイバを、少なくとも加熱・延伸する部分のクラッド径を予めエッチングにより40μm以下の細径に形成し、この細径部を加熱・延伸して融着させ、この融着部の少なくとも一部を強光結合化し、前記加熱・延伸する部分のクラッド径を、前記被覆を除去したシングルモードファイバのクラッド径を予めエッチングにより減径し、前記2本のシングルモードファイバのうち片方のシングルモードファイバの入力端にシングルモード領域の波長の光を入射させ、他方のシングルモードファイバの入力端にマルチモード領域の波長の光を入射させて、片方の出力端ではシングルモード領域の波長の光のみを、他方の出力端ではマルチモード領域の波長の光のみをそれぞれフィルターで分別して取り出し、前記各入力光と前記各出力光とからそれぞれの光結合を演算して表示させ、その光結合を監視しつつ、加熱・延伸し、マルチモード領域の光結合が約50%に安定し、且つシングルモード領域の光結合が所望の数値となったとき加熱・延伸を止めることを特徴とする。これにより、容易にクラッド径を40μm以下の細径に形成でき、その後、加熱・延伸して融着部を形成するので、被加熱部の熱容量が小さく、少なくともその一部を容易に強光結合化することができる。したがって、シングルモード領域と、マルチモード領域の両方の波長の光信号を安定した分岐比で伝送できるとともに過剰損失の少ないシングル・マルチモード光ファイバカプラが容易に得られる。被加熱部の径が40μmを超えるときは、熱容量が大きいため、加熱温度を上げるか、加熱時間を長くしなければならず、そのため延伸が円滑に行われない。また、強光結合化によりマルチモード領域で安定した分岐比を有するとともにシングルモード領域で所望の分岐比を有するシングル・マルチモード光ファイバカプラの融着部が容易に形成される。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面にもとづいて本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明のシングル・マルチモード光ファイバカプラ及びその製造方法の実施の形態例の説明図であり、図2、図3は、融着部の形成方法の説明図である。
図1(a1)はシングル・マルチモード光ファイバカプラ1を構成するシングルモードファイバ10の被覆を除去した部分10aの側面図であり、同図(a2)はそのY−Y断面図である。シングルモードファイバ10aは、コア11a上にクラッド12aを有するものであり、通常コア径は4〜10μm、クラッド径は125μmであり、波長が長いほどその伝搬に適したファイバのコア径は大きくなる。
【0023】
図1(b1)は、中央部をフッ化水素酸(フッ酸)によりエッチングして減径したシングルモードファイバ10bの側面図であり、同図(b2)は、そのY−Y断面図である。クラッド11bの径はコア12bの径の10倍以下まで減径する。同様にシングルモードファイバ20を用意し、被覆を除去した部分の中央部をエッチングしてそのクラッド径をシングルモードファイバ10bと同じように40μm以下まで減径する。
【0024】
図1(c1)は、クラッドを減径したシングルモードファイバを並設してその減径した細径部分を当接させた状態の側面図であり、同図(c2)はそのY−Y断面図である。10c、20cは、その状態の2本のシングルモードファイバであり、11c、21cは、それぞれのコア、12c、22cはそれぞれのクラッドを示す。
【0025】
図1(d1)は、上記並設した状態の細径部を、後述する方法で加熱・延伸し、融着させて融着部M1 を形成したシングル・マルチモード光ファイバカプラ1の側面図であり、同図(d2)はそのY−Y断面図である。加熱・延伸は、融着部M1 において、シングルモード光ファイバ10d、20dのコア11d、21d間にクラッドが存在しない状態、すなわち、強光結合化した状態まで行われ、融着部M1 では、コア11d、21dは一体となってコア2を形成し、クラッド12d、22dも一体となってクラッド3を形成する。
【0026】
次に、図2に基づいて、融着部M1 の形成方法の詳細について説明する。
図3で説明した一般的なシングルモード光ファイバカプラ30の融着部形成方法と同一の部分は同一の符号で示す。
所定長さのシングルモードファイバ10、20の中央部の被覆を除去し、その中央部のクラッドをエッチングにより減径したシングルモードファイバ10c、20cを延伸具51、51にセットする。両方のシングルモードファイバ10、20の入力端に半導体レーザなどの光源52、53を接続し、シングルモードファイバ10、20の出力端はローパスフィルタ60、ハイパスフィルター61を介してフォトダイオードなどの受光部54、55に接続する。受光部54、55の出力端は、パワーメータ56、57に接続され、その出力は演算部62に入力される。演算部62には、光源52、53の電気信号化された出力光パワーPA0、PB0も入力され、この出力光パワーPA0、PB0と受光パワーPB 、PA から光結合CB 、CA が演算され、表示部63、64に表示される。
【0027】
例えば、光源52をマルチモード領域の波長のもの、光源53をシングルモード領域の波長のものとし、ローパスフィルタ60はカットオフ波長未満の波長の光を、ハイパスフィルタ61はカットオフ波長以上の光を通過させるものとする。
この状態で、ガスバーナBにより加熱しつつ延伸具51、51により延伸Eすることにより、図1(d1)に示す融着部M1 を形成する。その際、光源52からシングルモードファイバ10に波長がシングルモード領域の光パワーPA0を入射し、光源53からはシングルモードファイバ20に波長がマルチモード領域の波長の光パワーPB0を入射する。パワーメータ56の測定値PB は、ローパスフィルタ60を通過したものであるから、シングルモードファイバ20に入射した光パワーPB0 のうちシングルモードファイバ10に光結合した光パワーである。したがって、この数値から演算部62において、光結合CB =(PB /PB0)×100%が演算される。また、パワーメータ57の測定値PA は、シングルモードファイバ10に入射した光パワーPA0のうちシングルモードファイバ20に光結合した光パワーである。したがって、この数値から演算部62において、光結合CA =(PA /PA0)×100%が演算される。
【0028】
式(3) 〜(5) から明らかなように、過剰損失が非常に小さい場合、
P0 ≒P1 +P2
となるから、
C≒β
となる。
しかるに、強光結合化されたシングル・マルチモード光ファイバカプラにおいては、過剰損失は極めて小さいから、光結合CA 、CB はそれぞれ分岐比βA 、βB にほぼ等しくなる。
したがって、表示部63に示される分岐比βB を監視しながら、分岐比βB が50%前後の安定した数値となり、かつ表示部64に表示される分岐比βA が所望の数値になったとき、加熱・延伸を止めることにより、所望の融着部M1 が形成される。
【0029】
また、融着部の形成方法は上記に限らず、図3に示す一般的な融着部形成方法において、シングルモード領域での分岐比βが所望の値になるまで加熱・延伸するという方法でもよい。
なお、この実施形態例では、シングルモードファイバのクラッド径が40μm以下に形成する方法として、通常のシングルモードファイバの被覆を除去した部分のクラッドをフッ酸等によりエッチングして減径する方法を用いたが、減径の方法はこれに限定されない。また、最初からクラッド径が40μm以下に形成されたシングルモードファイバを用いてもよい。
【0030】
以上のようにして形成されたシングル・マルチモード光ファイバカプラは、例えば、マルチモード領域とシングルモード領域の双方で使用できる。したがって、マルチモード領域の可視光で内部鏡として用い、シングルモード領域の赤外光でレーザーメスとして用いるなど、医療用器具等に用いることができる。
【0031】
【実施例】
コア径4μm、クラッド径125μmの波長0.633μm用のシングルモードファイバを用い、所定の長さ約300cmの試料2本をそれぞれ中央部の被覆約3cmを除去した後、その中央部のクラッドをフッ酸でエッチングして外径を35μmとした。
その2本のシングルモードファイバの中央部を加熱しつつ、約10mm延伸してシングル・マルチモード光ファイバカプラを作製した。
得られたシングル・マルチモード光ファイバカプラの波長−光結合特性は図4に示すとおりであった。
図4において、図4(a) はシングル・マルチモード光ファイバカプラ1の波長−分岐比特性の説明図であり、図4(b) はシングル・マルチモード光ファイバカプラ1の使用状態の説明図、同図(b) は波長−光結合特性である。
図4(a) において、シングル・マルチモード光ファイバカプラ1には入力ポートI1 、I2 と出力ポートO1 、O2 が設けられており、図示しない光源から入射される光PA0はシングル・マルチモード光ファイバカプラ1内で光結合し、シングルモードファイバ10d、20dに分岐されて、出力ポートO1 、O2 からそれぞれ光PA1、PA2として出射される。
【0032】
図4(b) の曲線SM1 、SM2 は光の波長と図示しない光パワーメータによって計測された出射光PA1、PA2から計算された分岐比βA1、βA2との関係を示す波長−分岐比特性曲線で、ここに、実線SM1 は分岐比βA1=〔PA1/(PA1+PA 2 )〕×100%の対波長特性、点線SM2 は分岐比βA2=〔PA2/(PA1+PA2)〕×100%の対波長特性である。図4から明らかなように、マルチモード領域における分岐比がほぼ50±20%の範囲内に入るようになった。これは、従来のシングルモード光ファイバカプラのマルチモード領域における分岐比約50±30%に比べて、大きな改善であり、マルチモード領域における使用が可能となった。
【0033】
【発明の効果】
以上に述べたとおり、請求項1記載の発明によれば、容易にクラッド径を40μm以下の細径に形成でき、その後、加熱・延伸して融着部を形成するので、被加熱部の熱容量が小さく、少なくともその一部を容易に強光結合化することができる。したがって、シングルモード領域と、マルチモード領域の両方の波長の光信号を安定した分岐比で伝送できるとともに過剰損失の少ないシングル・マルチモード光ファイバカプラが容易に得られる。また、強光結合化によりマルチモード領域で安定した分岐比を有するとともにシングルモード領域で所望の分岐比を有するシングル・マルチモード光ファイバカプラの融着部が容易に形成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシングル・マルチモード光ファイバカプラの要説明図である。
【図2】本発明のシングル・マルチモード光ファイバカプラの融着部形成方法の説明図である。
【図3】本発明のシングル・マルチモード光ファイバカプラの別の融着部形成方法の説明図である。
【図4】本発明の一実施例の波長−分岐比特性を示す図である。
【図5】従来のシングルモード光ファイバカプラ及びその製造方法の説明図である。
【図6】従来のシングルモード光ファイバカプラの波長−分岐比特性を示す図である。
【図7】カットオフ波長とコア径の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 本発明のシングル・マルチモード光ファイバカプラ
2 本発明のシングル・マルチモード光ファイバカプラの強光結合化されたコア
3 本発明のシングル・マルチモード光ファイバカプラのクラッド
10、20、40、50 シングルモードファイバ
10a、20a、40a、50a シングルモードファイバの被覆除去部
30 シングルモード光ファイバカプラ
51 延伸具
52、53 光源
54、55 受光部
56、57 パワーメータ
62 演算部
63、64 表示部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber coupler formed by fusing and stretching a single mode fiber, and a method for manufacturing the same, and more specifically, on both sides of a cutoff wavelength of a single mode fiber to be used, that is, a wavelength longer than the cutoff wavelength. The present invention relates to a single multimode optical fiber coupler having a predetermined branching ratio in both a single mode region for transmitting an optical signal having a wavelength and a multimode region for transmitting an optical signal having a wavelength less than a cutoff wavelength, and a method for manufacturing the same. is there.
[0002]
[Prior art]
One of the transmission characteristics of an optical fiber is a so-called cutoff wavelength as a numerical value representing a single mode condition, that is, a condition in which a higher order mode is cut off. If this cutoff wavelength is now λ C ,
[0003]
[Expression 1]
[0004]
However,
v C : cutoff v value Δ: relative refractive index difference between core and clad≈ (n 1 −n 2 ) / n 1
n 1 : Refractive index of the core n 2 : Refractive index of the cladding d: Core diameter, and in the case of a single mode fiber,
[0005]
[Expression 2]
[0006]
It becomes.
FIG. 7 shows a plot of the relationship between the cutoff wavelength λ C and the core diameter d when the relative refractive index difference Δ is 0.4% according to the equation (2). Therefore, with this straight line L as the boundary, the longer wavelength region is the single mode region and the shorter region is the multimode region.
[0007]
Single-mode fiber, typically from those used for transmitting an optical signal of the single-mode region, - splitting the long wavelength optical signal than the fiber type coupler also cutoff wavelength lambda C for use in the transmission path There was only one to join.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a main part of a conventional single mode fiber coupler.
5, (a1) and (a2) are explanatory views showing a state in which two
[0008]
FIG. 3 is an explanatory diagram of a general method for forming the fused portion of the fiber coupler.
The coating of the central portion of the
In this state, by stretching E by
[0009]
The light power P 0 is incident on the
here,
Optical coupling C = (P 2 / P 0 ) × 100% (3)
Branching ratio β = [P 2 / (P 1 + P 2 )] × 100% (4)
If excess loss is P L ,
P L = P 0 − (P 1 + P 2 ) (5)
[0010]
In the single mode region, it is known that the optical coupling C and the branching ratio β are smooth square cosine waves with respect to the wavelength, and the same applies to the stretch amount due to the stretch E. Therefore, the drawing E is performed while monitoring the branching ratio β displayed on the
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the single
Assuming that the mode number is i, the coupling amount C of the optical signals having i modes of
[0012]
[Equation 3]
[0013]
However,
C i : i-mode optical coupling P i : i-mode shared light quantity ΣP i = 1 when the total light quantity is 1
It is.
Here, the shared light amount P i varies depending on the incident angle of the light into the fiber and the state of the fiber (for example, whether or not bending is present), and the i-mode optical coupling C i is larger as the higher-order mode has a larger mode number. Become. Accordingly, since the shared amount of the higher order modes is the sum C of the optical coupling as increases increases, so that can not stable transmission in a state easy sharing amount P i changes.
[0014]
FIG. 6 shows the conventional single mode
In FIG. 6 (a), the single-
Curves S 1 and S 2 in FIG. 6 (b) indicate the light wavelength and the branching ratios β 1 and β 2 calculated from the emitted lights P 1 and P 2 measured by an optical power meter (not shown). In the wavelength-branch ratio characteristic curve showing the relationship, the solid line S 1 is the wavelength ratio characteristic of the branch ratio β 1 = [P 1 / (P 1 + P 2 )] × 100%, and the dotted line S 2 is the branch ratio β 2. = [P 2 / (P 1 + P 2 )] × 100% versus wavelength characteristics.
[0015]
The curves S 1 and S 2 are smooth square cosine wave curves at wavelengths above the cutoff wavelength λ C (single mode region), but at wavelengths below the cutoff wavelength λ C (multimode region) It changes sharply with changes. In the single mode region, the curve is smooth, and it is known that the phase of the square cosine wave changes when the stretching amount is changed. Therefore, a desired branching ratio corresponding to the stretching amount can be easily obtained.
However, in the multimode region, even if the slope of the curve is large and the wavelength and the amount of stretching are slightly different, the branching ratio β varies, and when the angle of incidence of the light on the fiber and the state of the fiber differ, it also fluctuates. There was also a problem that the range of 50 ± 30%.
[0016]
In addition, since the clad layer interposed between the cores is thick, there is a problem that the excessive loss P L is large.
[0017]
The present invention solves the above-described problems, and has a predetermined branching ratio at both wavelengths (single mode region) longer than the cutoff wavelength of the single mode fiber used and wavelengths below the cutoff wavelength (multimode region). In particular, a single-multimode optical fiber coupler and a method of manufacturing the same are provided. In particular, the single-mode optical fiber coupler has a small variation in the branching ratio in the multimode region depending on the incident angle of light and the state of the fiber, and has a small excess loss. It is an object of the present invention to provide a multimode optical fiber coupler and a manufacturing method thereof.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a method for manufacturing a single multimode optical fiber coupler according to
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of a single / multimode optical fiber coupler and a manufacturing method thereof according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are explanatory views of a method of forming a fused portion.
FIG. 1A1 is a side view of a
[0023]
FIG. 1 (b1) is a side view of a
[0024]
FIG. 1 (c1) is a side view of a state in which single mode fibers having a reduced cladding diameter are juxtaposed and the reduced diameter reduced diameter portions are in contact with each other, and FIG. FIG. 10c and 20c are two single mode fibers in that state, 11c and 21c are cores, and 12c and 22c are clads.
[0025]
Figure 1 (d1) is a small-diameter portion in a state in which the juxtaposed, heated and stretched in the manner described below, a side view of a single multi-mode
[0026]
Next, based on FIG. 2, will be described in detail a method of forming the fused portion M 1.
The same parts as those in the method for forming the fused part of the general single mode
The coating of the central portion of the
[0027]
For example, the
In this state, by stretching E by stretching
[0028]
As is clear from equations (3) to (5), if the excess loss is very small,
P 0 ≒ P 1 + P 2
So,
C ≒ β
It becomes.
However, in the single optical fiber coupler with strong optical coupling, the excess loss is extremely small, so that the optical couplings C A and C B are approximately equal to the branching ratios β A and β B , respectively.
Therefore, while monitoring the branching ratio β B shown on the
[0029]
In addition, the method of forming the fusion part is not limited to the above, and in the general fusion part formation method shown in FIG. 3, the method of heating and stretching until the branching ratio β in the single mode region reaches a desired value. Good.
In this embodiment, as a method for forming the clad diameter of the single mode fiber to 40 μm or less, a method of reducing the diameter by etching the clad in a portion where the coating of the normal single mode fiber is removed with hydrofluoric acid or the like is used. However, the diameter reduction method is not limited to this. Alternatively, a single mode fiber having a cladding diameter of 40 μm or less from the beginning may be used.
[0030]
The single / multimode optical fiber coupler formed as described above can be used in both the multimode region and the single mode region, for example. Therefore, it can be used as a medical instrument or the like by using it as an internal mirror with visible light in a multimode region and using it as a laser knife with infrared light in a single mode region.
[0031]
【Example】
Using a single mode fiber with a core diameter of 4 μm and a cladding diameter of 125 μm and a wavelength of 0.633 μm, after removing about 3 cm of the coating on the center part of each of two samples of a predetermined length of about 300 cm, the center part of the cladding is hooked. Etching with acid gave an outer diameter of 35 μm.
While heating the central part of the two single mode fibers, a single multimode optical fiber coupler was produced by stretching about 10 mm.
The wavelength-optical coupling characteristics of the obtained single / multimode optical fiber coupler were as shown in FIG.
4A is an explanatory diagram of the wavelength-branch ratio characteristics of the single / multimode
In FIG. 4 (a), the single multimode
[0032]
Curves SM 1 and SM 2 in FIG. 4 (b) indicate the relationship between the wavelength of light and the branching ratios β A1 and β A2 calculated from the outgoing lights P A1 and P A2 measured by an optical power meter (not shown). -Branch ratio characteristic curve, where solid line SM 1 is the branching ratio β A1 = [P A1 / (P A1 + P A 2 )] × 100% versus wavelength characteristics, and dotted line SM 2 is the branching ratio β A2 = [P A2 / (P A1 + P A2 )] × 100% versus wavelength characteristics. As is apparent from FIG. 4, the branching ratio in the multimode region is within the range of approximately 50 ± 20%. This is a significant improvement compared to the branching ratio of about 50 ± 30% in the multimode region of the conventional single mode optical fiber coupler, and the use in the multimode region has become possible.
[0033]
【The invention's effect】
As mentioned above, according to the first aspect of the invention, it can be easily formed the cladding diameter in the following diameter 40 [mu] m, then, the heating and stretching to form a fused portion, the heat capacity of the heated portion And at least a portion thereof can be easily strongly coupled. Therefore, it is possible to easily obtain a single-multimode optical fiber coupler that can transmit optical signals having both wavelengths in the single-mode region and the multi-mode region with a stable branching ratio and has a small excess loss. Further, the strong optical coupling facilitates formation of a fused portion of a single multimode optical fiber coupler having a stable branching ratio in the multimode region and a desired branching ratio in the single mode region.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram showing a single / multimode optical fiber coupler according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for forming a fused portion of a single multimode optical fiber coupler according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of another method for forming a fused portion of a single multimode optical fiber coupler according to the present invention.
FIG. 4 is a graph showing wavelength-branch ratio characteristics of an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional single mode optical fiber coupler and a manufacturing method thereof.
FIG. 6 is a diagram showing wavelength-branch ratio characteristics of a conventional single mode optical fiber coupler.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a cutoff wavelength and a core diameter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記被覆を除去した2本のシングルモードファイバを、少なくとも加熱・延伸する部分のクラッド径を予めエッチングにより40μm以下の細径に形成し、この細径部を加熱・延伸して融着させ、この融着部の少なくとも一部を強光結合化し、The two single-mode fibers from which the coating has been removed are preliminarily formed into a thin diameter of 40 μm or less by etching at least a portion of the clad diameter to be heated and stretched, and the thin diameter portion is heated and stretched to be fused. Strongly coupling at least a part of the fusion part,
前記2本のシングルモードファイバのうち片方のシングルモードファイバの入力端にシングルモード領域の波長の光を入射させ、他方のシングルモードファイバの入力端にマルチモード領域の波長の光を入射させて、片方の出力端ではシングルモード領域の波長の光のみを、他方の出力端ではマルチモード領域の波長の光のみをそれぞれフィルターで分別して取り出し、前記各入力光と前記各出力光とからそれぞれの光結合を演算して表示させ、その光結合を監視しつつ、加熱・延伸し、マルチモード領域の光結合が約50%に安定し、且つシングルモード領域の光結合が所望の数値となったとき加熱・延伸を止めることを特徴とするシングル・マルチモード光ファイバカプラの製造方法。The light of a single mode region is incident on the input end of one of the two single mode fibers, and the light of a multimode region is incident on the input end of the other single mode fiber. Only one light with a wavelength in the single mode region is separated at one output end, and only light with a wavelength in the multi-mode region is separated by a filter at the other output end, and each light is extracted from each input light and each output light. When the coupling is calculated and displayed, and the optical coupling is monitored and heated and stretched, the optical coupling in the multimode region is stabilized at about 50%, and the optical coupling in the single mode region reaches the desired value. A method for producing a single / multimode optical fiber coupler, wherein heating and stretching are stopped.
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